第2节基因工程及其应用

B. ①②；③④ D.以上都不对
3、基因的运输工具——运载体
常用的运载体： 质粒、噬菌体和 动植物病毒等
质粒存在于许 多细菌和酵母菌等 生物中,是细胞染 色体外能够自主复 制的很小的环状 DNA分子.
标记基 因，便 于进行 检测。
基因操作的工具
运载体的特点：
1能够在宿主细胞内复制 并稳定保存； ２具有多个限制酶切点 运载体应该 以便与外源基因相连； 具有什么特 ３具有某些标记基因， 点呢? 便于进行筛选．
A
切取牛的生长激素或人的生长激素基因,用显微 注射技术将它们分别注入小鼠的受精卵中,从而 获得了”超级鼠”,次项技术遵循的原理是
A.基因突变 DNA B.基因工程 RNA C.细胞工程 DNA D.基因工程 DNA
RNA DNA RNA RNA
蛋白质 蛋白质 蛋白质 蛋白质
D
ABC
(多选题)如图,下列有关酶功能的 叙述中,正确的是 a
苏云金杆菌
• 抗虫的基因来自苏云金杆 菌。苏云金杆菌形成的伴 胞晶体是一种毒性很强的 蛋白晶体，能使棉铃虫等 鳞翅口害虫瘫痪致死。科 学家将编码这个蛋白质的 基因导入作物，使作物自 身具有抵御虫害的能力。
转黄瓜抗青枯病基因的甜椒
转鱼抗寒基 因的番茄
不会引起过敏的转基因大豆
转基因耐贮藏番茄（左）和普通番茄（右）
中国农业大学获得的转基因克隆奶牛
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠
2、基因工程与药物研制
许多药品的生产 是从生物组织中提取 的。受材料来源限制 产量有限，其价格往 往十分昂贵。
我国生产的部分基因 工程疫苗和药物
微生物生长迅速，容易控制，适于大规模 工业化生产。若将生物合成相应药物成分的基 因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
餐桌上的基因
转基因食品你敢吃吗？
转基因食品ABC
转基因食品看起来分外诱人
这可不是普通 的细菌，它是 嫁接了人胰岛 素基因的工程 菌，能大量合 成人胰岛素。
细菌和人是差异非常大的 两种生物,为什么通过基因重组 后,细菌能够合成人体的某些蛋 白质呢?
基因工程技术中的目的基因主要来源于
A.自然界现存在生物体内的基因 B.自然突变产生的新基因 C.人工诱变产生的新基因 D.科学家在实验室中人工合成的基因
利用基因工程培育的“指示生物”能十分 灵敏地反映环境污染的情况，却不易因环境污 染而大量死亡，甚至还可以吸收和转化污染物 。
转基因生物和转基因食品的安全性
ห้องสมุดไป่ตู้
• 转基因食品已经走进我国百姓的生活。
• 国内尚没有转基因作物的大规模生产 • 近几年我国大量从美国、阿根廷等国进 口大豆，其中大部分是转基因大豆。
基因的针线：DNA连接酶
G AA T T C
C T T AA G
使用DNA连接酶制作重组DNA分子
AATTCCGTAG GGCATCTTAA
甲片段
CTTCATG AATTCCGTAG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGCATCTTAAGGGATT
乙片段
重组DNA分子
DNA连接酶的作用是：
磷酸二酯键
磷酸二酯键
连接酶的作用是：将互补配对的两个黏性末 端连接起来，使之成为一个完整的DNA分子。
DNA连接酶的作用过程
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G AA T T C
C T T AA G
G AA T T C
C T T AA G
用同种限制酶切割
G AA T T C G G AA T T C G
C T T AA
C T T AA
我国
• 2001年6月6日，国务院公布的《农业转基 因生物安全管理条例》规定，不得销售未 标识的农业转基因生物，其标识应注明产 品中含有转基因成分的主要原料名称；有 特殊销售范围的还应注明并在指定范围内 销售。
基因治疗：
是指是把健康的外源基因导入有基因缺陷的 细胞中，达到治疗疾病的目的。 患半乳糖血症的患者，由于细胞内半乳糖苷 转移酶基因缺陷而缺少半乳糖苷转移酶，使过多 的半乳糖在体内积聚，引起肝、脑等功能受损。
A.切断a处的酶为限制性内切酶 B.连接a处的酶为DNA连接酶 C.切断b处的酶为解旋酶 D.连接b处的酶为RNA聚合酶
b
(多选题)科学家运用基因工程技术,让羊合 成并分泌抗体,相关叙述中正确的是 A.该技术导致生物定向变异 B.DNA连接酶把目的基因与运载体黏性末 端碱基对连接起来 C.蛋白质中的氨基酸序列可为合成目的基 因提供材料 D.受精卵是理想的受体
图
如:EcoRI限制酶 EcoRI限制酶识别了GAATTC的序列后，并在 G和A之间将这段序列切开，那将会发生什么样 的变化？
特点：专一性
重播
什么是黏性末端？ 被限制酶切开的DNA两条单链的切口 带有几个伸出的核苷酸， 它们之间正好互补配对， 这样的切口叫黏性末端。
黏性末端
黏性末端
思考:
被同一种限制酶切断的几个DNA是 否具有相同的黏性末端？
C
A.子链和母链之间形成氢键 B.黏性末端之间形成氢键 C.两个DNA末端间的缝隙连接 D.A、B、C都对
下列是由限制酶切割形成的DNA片段，能用 相应DNA连接酶将它们恢复连接的组合是
①…CTGCA …G ③ G… ②…G …CTTAA ACGTC… ④ AATTC…
A
G…
A. ①③；②④ C. ①④；②③
2、可能使疾病的散播跨越物种障碍； 3、可能损害农作物的生物多样性；
4、认为创造新物种，可能干扰生态系 统的稳定性； 5、可能产生新毒素和新过敏源。
“转基因食品，要不要贴标签?”
• 若转基因产品与目前市售的产品具有实质 等同性，则不需再加特殊的标签； • 若转基因产品中含有对一部分人群有过敏 性反应的蛋白，则需加标签，以使购买者 作出选择。
一 基因工程的概念
基因工程的别名 基因拼接技术或DNA重组技术 操作环境 操作对象 生物体外
基因 DNA分子水平
剪切 → 拼接 → 导入 → 表达
操作水平 基本过程
结果
人类需要的基因产物 基因重组
原理
二、基因工程最基本的工具
1.基因的“剪刀”──限制性核酸内切酶 （ （限制酶）
作用：一种限制酶只能识别一种特定的核 苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
现在市场上常见的小西红柿算是转基 因食品么？
• 小西红柿其实并不属于转基因食品， 它是通过常规育种方法培育的。
转基因植物的安全性争论
• 支持派认为：如果转基因农业生物技术得 不到社会支持，这一研究将被扼杀，并且 强调，迄今为止并没有发现转基因食品危 害人体健康和环境的确切证据。
安全观点：
1、转基因食品与非转基因食品的构 成是一样的； 2、减少农药使用、减少环境污染； 3、节省生产成本，降低粮食售价；
胰岛素从猪、牛等动物的胰 腺中提取，100Kg胰腺只能提取 4-5g的胰岛素，其产量之低和价 格之高可想而知。 将合成的胰岛 素基因导入大肠杆 菌，每2000L培养液 就能产生100g胰岛 素！使其价格降低 了30%-50%!
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵 药”！过去从人血中提取，300L血才提 取1mg！其“珍贵”程度自不用多说。
4、增加食品营养、提高食品产量等。
• 美国人食用转基因食品已多年，超级 市场上有4000多种商品是含有转基因 植物成分的，还没有事例证明人吃了 以后会得病，甚至会引起死亡。 加拿大、澳大利亚也是转基因食品的 生产大国，均有几千万人在吃，到现 在为止也没有—个案例说明它有问题 。
反对派的观点
• 一英国科学家声称，转基因马铃薯会减 弱老鼠免疫系统功能；
2、目的基因与运载体结合
用与提取目 的基因相同的限 制酶切割质粒使 之出现一个切口， 将目的基因插入 切口处，让目的 基因的黏性末端 与切口上的黏性 末端互补配对后， 在DNA连接酶的作 用下连接形成重 组DNA分子。
⒈要使目的基因与对应的运载体重组，所需的两种酶是 ( )
①限制酶 ② DNA连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③ 2.基因工程的正确操作步骤是（ ） ①使目的基因与运载体结合 ②将目的基因导入受体细胞 ③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求 ④提取目的基因 Ａ． ③②④① Ｃ． ④①②③ Ｂ． ②④①③ Ｄ． ③④①②
抗虫原理？抗虫结果？
抗虫棉
抗CMV甜椒
全身散发绿色荧光的 转基因鱼
美科学家研制出世界 上第一只转基因蝴蝶
首只转基因猴降生
超凡嗅觉能力的 转基因鼠
乳汁中分泌人凝血因子 IX的转基因山羊
1987年开始上市的干扰素
生产胰岛素历史？
临床常见的生长激素，干扰素和乙肝疫苗等药物都 可以用基因工程来大规模生产
ACD
⒈要使目的基因与对应的载体重组，所需的 两种酶是(A ) ①限制酶 ②连接酶 ③解旋酶 ④还原酶 Ａ．①② Ｂ．③④ Ｃ．①④ Ｄ．②③ 2、不属于基因工程方法生产的药物是 A、干扰素 B、白细胞介素 C C、青霉素 D、乙肝疫苗
3、实施基因工程的第一步的一种方法是把所需的基因从 供体细胞内分离出来，这要利用限制性内切酶。一种限 制性内切酶能识别ＤＮＡ分子的ＧＡＡＴＴＣ顺序，切 点在Ｇ和Ａ之间，这是利用了酶的 B Ａ、高效性 Ｂ、专一性 Ｃ、多样性 Ｄ、催化活性易受外界影响 4、下列各项中，说明目的基因完成了表达的是 A、棉珠中含有杀虫蛋白基因 B、大肠杆菌中具有胰岛素基因 C、酵母菌中产生了干扰素 D、抗病毒基因导入土豆细胞中
第2节 基因工程及其应用
这可不是普通 的细菌，它是 嫁接了人胰岛 素基因的工程 菌，能大量合 成人胰岛素。
细菌和人是差异非常大的两种生物, 通过基因重组后,细菌能够合成人体的胰 岛素，这说明了什么？